[發明專利]一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法

在審

• 申請號: 202110244609.3
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113013338A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 劉勇;許志陽;譚占鰲
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)導電玻璃(摻雜氟的SnO₂導電玻璃或者氧化銦錫導電玻璃)依次用玻璃清洗劑、去離子水、乙醇分別清洗30分鐘，然后用氮氣吹干，并用紫外臭氧清洗機清洗；

(2)將去離子水和質量分數為15wt％的SnO₂膠體水溶液按1:5的體積比混合，攪拌30分鐘后旋涂在上一步處理后的導電玻璃上，在150℃下退火30分鐘，得到SnO₂膜；

(3)將碘化鉛溶于N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜的混合溶劑，形成溶液，向上述溶液中加入0.01–0.5mg的納米纖維，得到碘化鉛前驅體溶液；將胺鹽溶于異丙醇溶劑，得到胺鹽前驅體溶液；然后以兩步旋涂法將碘化鉛前驅體溶液和胺鹽前驅體溶液依次旋涂在SnO₂膜的上方，得到鈣鈦礦薄膜；其中納米纖維是由質量分數在5-15wt％之間的聚丙烯腈/N,N-二甲基甲酰胺溶液經過靜電紡絲技術加工成為聚合物納米纖維，然后聚合物納米纖維在800–1000℃的溫度范圍內的氮氣氣氛中碳化，得到的納米纖維；

(4)將73.5mg Spiro-OMeTAD溶于1mL氯苯中，再加入29μL四叔丁基吡啶(TBP)和17.5μL的雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(Li-TFSI)溶液(Li-TFSI溶液由520mg Li-TFSI溶于1mL乙腈制得)，得到Spiro-OMeTAD混合溶液，在鈣鈦礦薄膜上方旋涂Spiro-OMeTAD混合溶液，得到Spiro-OMeTAD膜；

(5)在Spiro-OMeTAD膜上方蒸鍍80–100nm的Ag，最終得到一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池。

2.根據權利要求1所述的一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述納米纖維的直徑分布范圍在20–500nm之間。

3.根據權利要求1所述的一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述鈣鈦礦太陽能電池為正式結構。

4.根據權利要求1所述的一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，鈣鈦礦薄膜的制備用一步旋涂法也能實現。

5.根據權利要求1所述的一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，碘化鉛前驅體溶液中的納米纖維的摻入濃度在0.01–0.5mg/mL之間。

6.根據權利要求1所述的一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，碘化鉛前驅體溶液中的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亞砜(DMSO)，DMF與DMSO的混合體積比為1000:92.3。

7.根據權利要求1所述的一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，胺鹽前驅體溶液所用的胺鹽為碘化甲脒和氯化甲胺的混合物。

8.根據權利要求1所述的一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，碘化鉛前驅體溶液旋涂時的轉速為3000–5000rpm，加熱除去溶劑的溫度在70–80℃之間，加熱除去溶劑的時間在10–15分鐘之間；胺鹽前驅體溶液旋涂時的轉速為3000–5000rpm，加熱除去溶劑的溫度在130–150℃之間，加熱除去溶劑的時間在15–20分鐘之間。

9.根據權利要求1所述的一種以納米纖維鈍化鈣鈦礦層的鈣鈦礦太陽能電池的制備方法，其特征在于，鈣鈦礦光敏層的厚度為100–800nm。